детонирующее устройство без первичного взрывчатого вещества

Формула изобретения

1. Детонирующее устройство без первичного взрывчатого вещества, содержащее инициирующее устройство, корпус с воздушной камерой и размещенными в нем основным зарядом и колпачком с торцевой поверхностью со стороны инициирующего устройства, имеющей сквозное отверстие, заполненным воспламенительным составом, и размещенной в колпачке дополнительной оболочкой, в которую заключены инициирующий и промежуточный заряды, отличающееся тем, что торцевая поверхность колпачка выполнена конической с вершиной конуса, обращенной в сторону воспламенительного состава.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в нем торцевая коническая поверхность колпачка выполнена с одним или более дополнительными сквозными отверстиями, расположенными максимально удаленными от геометрической оси устройства.

3. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что инициирующий и промежуточный заряды заключены в дополнительную оболочку лишь частично.

4. Устройство по пп.1 - 3, отличающееся тем, что дополнительная оболочка выполнена с конической торцевой поверхностью.

5. Устройство по пп.1 - 4, отличающееся тем, что торцевая поверхность соприкосновения основного заряда с промежуточным выполнена конической с вершиной конуса, обращенной в сторону промежуточного заряда.

6. Устройство по пп.1 - 5, отличающееся тем, что угол конусности торцевой поверхности дополнительной оболочки со стороны колпачка равен углу конусности торцевой поверхности колпачка.

7. Устройство по пп.1 - 6, отличающееся тем, что дополнительная оболочка выполнена при соотношении толщины к ее внутреннему диаметру в диапазоне 0,8 - 1,2.

8. Устройство по пп.1 - 7, отличающееся тем, что дополнительная оболочка выполнена из металла, обладающего выраженными демпфирующими свойствами.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам для инициирования взрывного превращения, конкретно к детонаторам, и может быть использовано для разводки поверхностных взрывных сетей при проведении промышленных взрывных работ.

Известно детонирующее устройство без первичного ВВ /1/, содержащее корпус, в котором размещены воспламенительный элемент, основной заряд и промежуточная оболочка, в промежуточную оболочку заключены инициирующий и промежуточный заряды, при этом промежуточный заряд может быть помещен в дополнительную оболочку. Надежность и быстрота превращения начального теплового (огневого) импульса, действующего на инициирующий заряд в момент срабатывания, в детонационный только вследствие создания развитой удельной поверхности ВВ в нем и введения в конструкцию устройства промежуточного заряда низкой представляется нам не вполне обоснованной. Устройство без замедления должно содержать конструктивные элементы, обеспечивающие большую стабильность перехода горения в детонацию (минимальный разброс по времени перехода) и за возможно более короткий промежуток времени.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению техническим решением является детонирующее устройство без первичного взрывчатого вещества /2/, содержащее инициирующее устройство, корпус с воздушной камерой и размещенными в нем основным зарядом и колпачком с торцевой поверхностью со стороны инициирующего устройства и центральным сквозным отверстием, при этом колпачок заполнен воспламенительным составом, и в нем размещена дополнительная оболочка, в которую заключены инициирующий и промежуточный заряды. Данное устройство предназначено для инициирования с замедлением промежуточных скважинных детонаторов (шашек) и, как показала практика, не позволяет обеспечить практически мгновенный переход горения в устойчивую детонацию.

Технической задачей предлагаемого изобретения является качественное улучшение эксплуатационных возможностей детонирующего устройства, предназначенного для разводки поверхностных взрывных сетей, путем повышения стабильности и скорости превращения начального импульса со стороны инициирующего устройства в детонационный и уменьшения осколочного действия оболочки устройства при его срабатывании.

Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемой конструкции детонирующего устройства, содержащего инициирующее устройство, корпус с воздушной камерой и размещенными в корпусе основным зарядом и колпачком со сквозным отверстием, частично заполненным воспламенительным составом, и размещенной в колпачке дополнительной оболочкой, в которую заключены инициирующий и промежуточный заряды, торцевая поверхность колпачка выполнена конической, вершина которой обращена в сторону воспламенительного состава. Она может быть выполнена с одним или более дополнительными сквозными отверстиями, расположенными на максимальном удалении от геометрической оси устройства. Этим достигается быстрое воспламенение и распространение горения воспламенительного состава и инициирующего заряда, заключенных в колпачке, по фронту поверхности, превосходящей площадь поперечного сечения колпачка (фактическую площадь поверхности оттока газов из зоны реакции), а также резкое снижение нерегулируемого оттока газообразных продуктов горения при последовательном сгорании воспламенительного состава и инициирующего заряда (вследствие фокусирования форса пламени по оси колпачка и фактического оттока газов по его периферии в месте расположения сквозных отверстий), что способствует ускоренному росту давления в фронте горения и весьма быстрому переходу горения инициирующего заряда ВВ в так называемое "взрывное" (конвективное) горение отдельных частиц ВВ, когда их воспламенение происходит в результате адиабатического сжатия газовых включений, содержащихся в порах заряда, или высокотемпературными струями продуктов горения или взрыва, проникающими в поры тонкодисперсного порошкообразного ВВ и охватывающими его частицы пламенем. При воспламенении частицы ВВ сгорают под большим давлением со значительной скоростью, достаточной для поддержания интенсивной ударной волны.

Другое отличие состоит в том, что инициирующий и промежуточный заряды могут быть частично помещены в дополнительную толстостенную тяжелую оболочку из металла, обладающего выраженными демпфирующими свойствами и значительной ударной вязкостью, например стальную, благодаря чему достигается ускоренный переход горения последовательно в режим "взрывного" горения и низкоскоростной детонации при одновременном снижении радиального энергетического выхода продуктов детонации. Как показали исследования, дополнительная оболочка, выполненная при отношении толщины к ее внутреннему диаметру в диапазоне 0,8-1,2, при срабатывании устройства не разрушается (эффекта ее осколочного дробления не наблюдается), благодаря чему исключается преждевременное разрушение "тяжелыми" осколками оболочки элементов поверхностной взрывной сети.

Дополнительная толстостенная оболочка может быть выполнена с конической торцевой поверхностью, при этом угол конусности торцевой поверхности дополнительной оболочки со стороны колпачка должен быть равен углу конусности торцевой поверхности колпачка, а поверхность соприкосновения основного заряда с промежуточным выполнена конической с вершиной конуса, обращенной в сторону промежуточного заряда. Этим достигается ускоренный и более стабильный переход горения инициирующего заряда в детонацию промежуточного и основного зарядов.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором показан продольный разрез детонирующего устройства.

Капсюль-детонатор мгновенного действия содержит инициирующее устройство 1, закрепленное по торцу корпуса 2 с помощью устройства крепления и герметизации 3. В корпусе 2 размещены основной заряд 4 и колпачок 5, в который заключены воспламенительный состав 6 и инициирующий заряд 1. Между инициирующим и основным зарядами расположен промежуточный заряд 8. В торце колпачка 5 конической формы диаметрально противоположно друг другу расположены по крайней мере два сквозных отверстия 9. Инициирующий и промежуточный заряды частично заключены в дополнительную оболочку 10, выполненную массивной и впрессованную в колпачок полностью с заглублением = (1.0-2.0) мм. С целью создания в случае необходимости требуемого замедления срабатывания изделия в качестве инициирующего устройства (1) могут быть использованы маломощный шнур-волновод, огнепроводный пиротехнический элемент, огнепроводный шнур и подобные устройства.

Устройство работает следующим образом (фиг. 1). При срабатывании инициирующего устройства 1 форс пламени через сквозные отверстия 9 поджигает воспламенительный состав, что обеспечивает последовательное ускоренное послойное горение воспламенительного 6 и инициирующего 7 составов. Давление газов в колпачке 5 детонатора повышается, чему способствует развитая в направлении горения форма фронта горения воспламенительного состава и месторасположение сквозных отверстий в колпачке, максимально удаленных от геометрической оси устройства. Образование ударной волны в инициирующем заряде и переход конвективного горения в детонацию промежуточного заряда за короткий промежуток времени достигается благодаря их размещению в толстостенной металлической оболочке 10, при этом удается избежать разрыва детонатора на осколки до момента установления стабильной детонации устройства. Скошенные торцевые поверхности дополнительной оболочки способствуют, во-первых, обеспечению стабильности горения инициирующего заряда при уменьшении его диаметра в области дополнительной оболочки и, во-вторых, резкому увеличению активной поверхности промежуточного заряда в месте его контакта с основным зарядом.

Согласно формуле изобретения на практике возможны и иные сочетания полезных признаков предлагаемого устройства.

Таким образом, как явствует из описания, использование предложенных усовершенствований в конструкции детонатора позволит стабилизировать процесс перехода горения в детонацию в нем, а практическая безосколочность действия обеспечит повышенную надежность функционирования устройства в поверхностных взрывных сетях.

Источники информации, принятые во внимание при составлении заявки:

1. Патент СССР N 1521291, кл. F 42 B 3/10, 1989 г.

2. Патент РФ N 2122704, МПК 6 F 42 B 3/10, 1997 г.